Загрязнение воды

 

Загрязнение подземных вод. 
 
Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения. 
Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. 
Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. 
Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

Угроза инфекционных заболеваний. 
 
Неочищенные канализационные стоки – один из главных источников угрозы для здоровья человека, так как люди и животные бывают заражены патогенами (болезнетворными бактериями и другими паразитами). Зараженные люди или животные могут выделять с экскрементами огромное количество патогенов или их яиц. Иногда человек служит переносчиком инфекции, даже не ощущая симптомов заболевания. Если зараженные канализационные стоки попадут в питьевую воду, на источники пищи или в места для купания, паразиты могут инфицировать многих людей. В некоторых случаях инфекция передается через пищевые цепи. Например, устрицы, могут заглатывать паразитов, которые передаются человеку, когда он употребляет в пищу устриц. Поэтому устричные «банки», загрязненные канализационными стоками, закрыты для ловли. Кроме того, некоторые виды пищевых продуктов рекомендуется всегда подвергать термической обработке. 
В большинстве случаев патогенные организмы выживают вне хозяина не более нескольких дней, а их число, попавшее в его тело, определяет вероятность развития инфекции. Следовательно, когда плотность населения низка, перенос патогенов происходит относительно редко, так как уровень их распространения невелик и проходит довольно много времени между выделением их во внешнюю среду одним хозяином и встречей с другим. Однако, чем выше плотность населения, тем вероятнее заражение. Живя и работая в густозаселенных городах, люди становятся чрезвычайно уязвимыми для патогенных организмов. 
Прежде чем в середине XIX в. была установлена связь между заболеваниями и наличием в отбросах патогенов, в городах часто случались опустошительные эпидемии. В настоящее время в большинстве стран приняты санитарно-гигиенические правила, которые предотвращают такой «круговорот» патогенов, в том числе: 
 
(1) дезинфекция запасов воды для населения хлорированием или другими методами; 
(2) личная санитария и гигиена, особенно во время приготовления и раздачи пищи; 
(3) сбор и очистка канализационных стоков. 
 

 

Многие связывают снижение заболеваемости с успехами современной  медицины, но благодарить, прежде всего, стоит санитарно-гигиенические правила, часто воспринимаемые как что-то само собой разумеющееся. 

Сточные воды 
Промышленные стоки, содержащие неорганические и органические отходы, нередко спускаются в реки и моря. Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ, действие которых на окружающую среду заранее не известно. Сотни из этих веществ представляют собой новые соединения. Хотя промышленные стоки во многих случаях подвергаются предварительной очистке, они все-таки содержат токсичные вещества, которые трудно обнаружить.

Бытовые сточные воды, содержащие, например, синтетические моющие средства, в конце концов попадают в реки и моря. Удобрения, смываемые с поверхности почвы, попадают в водостоки, ведущие к озерам и морям. Все эти причины приводят к сильному загрязнению воды, особенно в замкнутых бассейнах-озерах, заливах и фьордах.

Твердые отходы. Если в воде находится большое количество взвешенных твердых веществ, они делают ее непрозрачной для солнечного света и тем  самым препятствуют процессу фотосинтеза  в водных бассейнах. Это в свою очередь вызывает нарушения в  цепи питания в таких бассейнах. Кроме того, твердые отходы вызывают заиливание рек и судоходных каналов, что приводит к необходимости частого проведения дноуглубительных работ.

Эвтрофикация. В промышленных и сельскохозяйственных сточных  водах, которые попадают в водные источники, велико содержание нитратов и фосфатов. Это приводит к пересыщению удобряющими веществами замкнутых водоемов и вызывает в них усиленный рост простейших микроорганизмов-водорослей. Особенно сильно разрастается сине-зеленая водоросль. Но, к сожалению, она несъедобна для большинства видов рыб. Разрастание водорослей приводит к поглощению из воды большего количества кислорода, чем может естественно образовываться в ней. В результате происходит увеличение ВПК такой воды. Попадание в воду биологических отходов, например древесной целлюлозы или необработанных канализационных вод, также приводит к повышению ВПК. Другие растения и живые существа не могут выжить в такой среде. Однако в ней сильно размножаются микроорганизмы, способные разлагать мертвые растительные и животные ткани. Эти микроорганизмы поглощают еще больше кислорода и образуют еще больше нитратов и фосфатов. Постепенно в таком водоеме значительно уменьшается число видов растений и животных. Наиболее важными жертвами происходящего процесса оказываются рыбы. В конце концов, уменьшение концентрации кислорода в результате разрастания водорослей и микроорганизмов, разлагающих мертвые ткани, приводит к старению озер и их заболачиванию. Этот процесс называется эвтрофикацией.

Классическим примером эвтрофикащш является озеро Эри в США. За 25 лет содержание азота в этом озере повысилось на 50%, а содержание фосфора-на 500%. Причиной послужило главным образом попадание в озеро бытовых сточных вод, содержащих синтетические моющие средства. Синтетические моющие средства содержат много фосфатов.

 

 

 

 

Очистка сточных вод не дает необходимого эффекта, поскольку  позволяет удалять из воды только твердые вещества и лишь небольшую  долю растворенных в ней питательных  веществ.

Токсичность неорганических отходов. Сброс промышленных сточных вод в реки и моря приводит к повышению в них концентрации токсичных ионов тяжелых металлов, например кадмия, ртути и свинца. Существенная их часть поглощается или адсорбируется определенными веществами, и это иногда называют процессом самоочищения. Однако в замкнутых бассейнах тяжелые металлы могут достигать опасно высоких уровней.

Наиболее известный случай такого рода произошел в заливе Минамата в Японии. В этот залив сбрасывались промышленные сточные воды, содержащие ацетат метил-ртути. В результате ртуть стала попадать в цепь питания. Она поглощалась водорослями, которые поедали моллюски; моллюсками питались рыбы, а рыба употреблялась в пищу местным населением. Содержание ртути в рыбе оказалось настолько высоким, что это привело к появлению детей с врожденными уродствами и к смертельным случаям. Это заболевание получило название болезни Минамата.

Большую озабоченность вызывает также повышение уровня нитратов, наблюдаемое в питьевой воде. Высказывается  мнение, что высокое содержание нитратов в воде может приводить к возникновению рака желудка и являться причиной повышенной детской смертности.

Микробиологическая загрязненность воды. По данным Международной организации  труда, 70% населения земного шара пользуется некачественной водой. Эта проблема особенно остро стоит в развивающихся странах. Приблизительно 90% всех сельских жителей постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой. По оценкам Всемирной организации здравоохранения 80% заболеваний в мире обусловлены недостаточным качеством и антисанитарным состоянием воды. Из-за этого возникают такие заболевания, как холера, тиф, малярия, паразитарный цирроз (глистное заболевание) и проказа. От заболеваний, связанных с антисанитарным состоянием воды, на земном шаре страдает около 500 млн. людей.

Однако проблема загрязненности воды и ее антисанитарного состояния  не ограничивается развивающимися странами. Четвертая часть всего Средиземноморского побережья считается опасно загрязненной. Согласно отчету о загрязнении Средиземного моря, опубликованному в 1983 г. в рамках Программы охраны окружающей среды ООН, употребление в пищу выловленных там моллюсков и омаров небезопасно для здоровья. В этом регионе распространены тиф, паратиф, дизентерия, полиомиелит, вирусный гепатит и пищевые отравления, периодически возникают вспышки холеры. Большинство этих заболеваний вызывается сбросом в море неочищенных сточных вод. По имеющимся оценкам, 85% отходов из 120 прибрежных городов сбрасывается в Средиземное море, в котором купаются и ловят рыбу отдыхающие и местные жители. Между Барселоной и Генуей на каждую милю береговой линии приходится приблизительно 200 тонн сбрасываемых отходов в год.

 

 

Методы очистки  сточных вод

 

В реках и  других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды.

Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики,

реки сами справлялись  с ними. В наш индустриальный век  в связи с резким

увеличением отходов  водоемы уже не справляются со столь значительным

загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и

утилизировать их.Очистка сточных вод - обработка  сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное

производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье

(сточные воды) и готовая продукция (очищенная  вода).

     Методы очистки сточных вод можно разделить на механические,

химические, физико-химические и биологические, когда же они

применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется

комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном

случае, определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

     Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод

путем отстаивания  и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные

частицы в зависимости  от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками,

септиками, навозоуловителями  различных конструкций, а поверхностные  загрязнения

- нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая

очистка позволяет  выделять из бытовых сточных вод  до 60-75 % нерастворимых

примесей, а  из промышленных - до 95 %, многие из которых, как ценные примеси,

используются  в производстве.

     Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют

различные химические реагенты, которые вступают в реакцию  с загрязнителями и

осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается

уменьшение  нерастворимых примесей до 95 % и растворимых  до 25 %

     При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются

тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси  и разрушаются

органические  и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических

методов применяется  коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое

применение  находит также электролиз. Он заключается  в разрушении органических

веществ в сточных  водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических

веществ. Электролитическая  очистка осуществляется в особых сооружениях -

электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на

свинцовых и  медных предприятиях, в лакокрасочной  и некоторых других областях

промышленности.

Загрязненные  сточные воды очищают также с  помощью ультразвука, озона,

ионообменных  смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка

путем хлорирования.

Среди методов  очистки сточных вод большую  роль должен сыграть

биологический метод, основанный на использовании закономерностей

биохимического  и физиологического самоочищения рек  и других водоемов. Есть

несколько типов  биологических устройств по очистке  сточных вод: биофильтры,

биологические пруды и аэротен0ки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой

крупнозернистого  материала, покрытого тонкой бактериальной  пленкой. Благодаря

этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она

служит действующим  началом в биофильтрах. В биологических прудах

в очистке сточных  вод принимают участие все  организмы, населяющие водоем.

    

 

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее

начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые

существа бурно  развиваются в аэротенках, чему способствуют органические

вещества сточных  вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком

подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и  выделяют ферменты,

минерализующие  органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает,

отделяясь от очищенной  воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие

мельчайшие  животные, пожирая бактерии (не слипающиеся в хлопья) омолаживают

бактериальную массу ила.

   Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после

нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию

жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие

физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при  очистке коммунально-бытовых

стоков. Он применяется  также и при очистке отходов  предприятий

нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве

искусственного  волокна.

Заключение

Миру нужна  устойчивая практика управления водными  ресурсами, однако мы еще

недостаточно  быстрыми темпами движемся в правильном направлении. Китайская

пословица гласит: "Если мы не изменим курс, то можем прийти туда, куда

направляемся". Если не изменить направление движения, многие районы будут по-

прежнему испытывать нехватку воды, многие люди будут по-прежнему страдать,